基于神经网络的摆动活齿减速器的多目标模糊稳健优化设计

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保

2、存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名日期：——年一月中南大学硕士学位论文第一章概论1．1课题背景与意义第一章概论应用新技术，开发新型高性能传动装置，以适应工业生产对通用机械传动装置更新换代的需要，是制造学科中的重要研究课题。活齿传动就是这样一种新型高性能传动，它是用于传递两同轴间回转运动的新型少齿差行星齿轮传动(简称活齿传动)，具有结构紧凑、传动比范围广、承载能力大、传动效率高等优点。摆动活齿传动突破了典型的活齿传动一移动活齿传动的传统结构，用“摆动活齿"代

3、替“移动活齿"，舍去了移动副；从而较好地解决了移动活齿啮合副的磨损问题，是一种很有开发前景的新型活齿传动。虽然国内外对各种类型活齿传动的研究比较多，有的活齿传动类型的理论研究比较成熟完善，但由于摆动活齿传动还是一种新开发的齿轮传动类型，在某些研究方面还并未成熟，且用一般的优化设计方法对摆动活齿传动的工作还没有获得满意的成果。在此作者利用现代优化设计方法(混沌神经网络模糊稳健优化设计)和新的研究平台(MATLAB软件)对摆动活齿传动进行研究，并具体分析摆动活齿减速器，对促进这种活齿传动机构的实际应用推

4、广具有十分重要的意义。1．2活齿传动的发展状况活齿传动是一种由k—H—V型少齿差行星齿轮传动演化而成的一种新型齿轮传动【l】，是一种用来传递两同轴问回转运动的新型传动。这种传动装置利用一组中间可动件来实现刚性啮合，传递同轴线两轴间的运动和动力，具有结构紧凑、传动比范围广、承载能力大、传动效率高等优点。这种传动的最初方案早在二十世纪30年代由德国人就提出来，40年代，德国把活齿传动技术应用在汽车的转向结构中【2】，60年代前后，美国、前苏联、英国等国家先后进行了研究。前苏联学者研究了“柱塞传动’’(活

5、齿传动的一种型式)，提出了它的运动学和力学的计算方法；美国学者提出了推杆活齿减速装置及少齿差减速机，分析了传动原理，对传动比和作用力进行了计算，分析了其传动性能；英国推出了“滑齿减速器”；美国推出了“无齿齿轮传动技术”，曾引起各国科技工作者的极大兴趣。80年代，前苏联学者推出了另一种活齿传动型式即“正弦滚珠传动”。前苏联还将正弦滚珠减速器用于石油钻探中，成功地解决了涡轮钻具转速高的难题【3】。在发达国家活齿传动现已应用到机械、冶金、建筑、采矿等各工业部门。我国对活齿传动的研究起步较晚，六十年代传入中

6、国，20世纪70年代中国中南大学硕+学位论文第一章概论的科技人员才开始注意国外活齿传动的研究和发展。但是中国的活齿传动技术发展比较迅速，先后发明了多种新型活齿传动。几十年来，国内外已推出了若干种结构型式的活齿传动，其中，比较典型的有摆动活齿传动、套筒活齿传动、滚子活齿传动、推杆活齿传动、平面滚珠传动、二齿差传动等。我国也取得了一系列可喜的成果，在国内学术刊物和全国学术会议上发表了大量有关活齿传动的学术论文。现在有些类型的活齿传动减速器己通过初步试验并已生产和应用到石油、矿山、冶金等部门。有许多文献对

7、这些已经应用于生产的活齿传动进行了研究‘¨¨。文献[4】比较全面地分析了套简活齿传动的特性。导出了这种传动的内齿圈齿廓曲线的最小曲率半径计算公式和齿廓曲线方程，在计算的基础上分析比较了套筒活齿传动和摆线少齿差传动的承载能力，得出了前者具有更大承载能力的结论。文献¨lj系统地论述了滚子活齿行星传动的传动原理、结构型式、传动比计算、啮合齿廓、参数计算、作用力分析以及强度计算等。文献【l6】根据齿轮啮合原理就推杆活齿传动讨论了活齿减速器中的三个共扼命题，提出了判断活齿减速器性能的一些准则，展望了这类减速器

8、的前景。文献【18】根据误差理论，探讨了摆动活齿的主要结构参数及其误差对齿形的影响。文献[20】用齿轮啮合原理探讨了摆动活齿传动的内齿圈形综合问题，给出了实际齿形方程式和啮合线方程式。文献12l】研究了摆动活齿传动中摆动活齿啮合副的滑滚情况，并用机械原理方法和啮合原理方法分别推导出摆动活齿、内齿圈啮合副滑动副方程式，最后将摆动活齿传动共扼齿廓的滑动率与推杆式活齿传动共扼齿廓的滑动率进行分析比较。文献【22】运用模糊可靠性设计法、有限元法、模糊数学法以及遗传算法等方法，